(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
固体撮像装置を画像入力デバイスとして撮像部に用いた電子情報機器であって、
該固体撮像装置は、
入射光を光電変換して信号電荷を生成する複数の受光部からそれぞれ読み出された各信号電荷を所定方向に電荷転送する複数の第１電荷転送手段と、該複数の第１電荷転送手段から受け渡された各信号電荷を、複数の第２電荷転送路を用いて該所定方向に直交する方向にそれぞれ電荷転送する複数の第２電荷転送手段とを有し、
該複数の第２電荷転送手段はそれぞれ、
該第２電荷転送路上に配設された複数の転送電極と、該複数の転送電極の上方に配設され、該複数の転送電極を駆動するための複数の第１配線層との間に、該第１配線層を該転送電極に接続させるための第２配線層が配設されており、
該複数の第１配線層および該第２配線層は、該所定方向に直交する方向に、相互に平行に配置されており、
該第１配線層と、該第１配線層の隣の第１配線層との平面視間隙下に位置するように、該第２配線層の平面視位置が該第１配線層に対して該所定方向にずらされて配設されており、
該第２配線層の平面視位置は、該第１配線層と、該第１配線層の隣の第１配線層との間隙下に渡って配設されており、
該複数の第１電荷転送手段に近い側の第２電荷転送手段の電荷転送路の信号電荷を、該複数の第１電荷転送手段から遠い側の第２電荷転送手段の電荷転送路に電荷転送するために、該複数の第１電荷転送手段に近い側の第２電荷転送手段の電荷転送路上に、該近い側の第２電荷転送手段の電荷転送路の幅方向に複数の転送電極が配設されており、
該第１配線層と該第２配線層とを電気的に接続するコンタクトおよび、該第２配線層と該転送電極とを電気的に接続するコンタクトが該第２電荷転送路の上部に配設されており、
該第２配線層と該転送電極との深さ方向の距離は、該第１配線層と該転送電極との深さ方向の距離の半分または１／４以下であり、
該第２配線層と該転送電極との距離は、０．０５μｍ〜０．２μｍであり、
該転送電極と該第２配線層間のコンタクトを形成するためのコンタクトホールが等方性または異方性のエッチングにより形成されており、
該転送電極と該第２配線層間のコンタクトを形成するためのコンタクトホールがウェットエッチングまたはドライエッチングで形成されており、
該第１配線層および該第２配線層が遮光性を有している、電子情報機器。
【請求項２】
前記第１配線層が深さ方向にコンタクトを介して前記第２配線層に電気的に接続され、該第２配線層が深さ方向にコンタクトを介して所定の転送電極に電気的に接続されている請求項１に記載の電子情報機器。
【請求項３】
同じパルス電圧が印加される転送電極上に接続される第２配線層の配線幅は大きく形成され、異なるパルス電圧が印加される転送電極上方の当該第２配線層の配線幅は小さく形成されている請求項１に記載の電子情報機器。
【請求項４】
前記第２電荷転送路上に配設された転送電極が２相の駆動信号ΦＨ１と駆動信号ΦＨ２で駆動される場合に、該駆動信号ΦＨ１が供給される第２配線層の幅が、該駆動信号ΦＨ１が供給される転送電極の上方では大きく、該駆動信号ΦＨ２が供給される転送電極の上方では小さく形成され、該駆動信号ΦＨ２が供給される第２配線層の幅が、該駆動信号ΦＨ１が供給される転送電極の上方では小さく、該駆動信号ΦＨ２が供給される転送電極の上方では大きく形成されている請求項１または３に記載の電子情報機器。
【請求項５】
前記第２電荷転送路上に配設された転送電極が３相の駆動信号ΦＨ１、駆動信号ΦＨ２および駆動信号ΦＨ３で駆動される場合に、該駆動信号ΦＨ１が供給される第２配線層の幅が、該駆動信号ΦＨ１が供給される転送電極の上方では大きく、該駆動信号ΦＨ２および該駆動信号ΦＨ３が供給される転送電極の上方では小さく形成され、また、該駆動信号ΦＨ２が供給される第２配線層の幅が、該駆動信号ΦＨ１および該駆動信号ΦＨ３が供給される転送電極の上方では小さく、該駆動信号ΦＨ２が供給される転送電極の上方では大きく形成され、さらに、駆動信号ΦＨ３が供給される第２配線層の幅が、該駆動信号ΦＨ１および該駆動信号ΦＨ２が供給される転送電極の上方では小さく、該駆動信号ΦＨ３が供給される転送電極の上方では大きく形成されている請求項１または３に記載の電子情報機器。
【請求項６】
前記第２電荷転送路上に配設された各転送電極が２相の駆動信号ΦＨ１と駆動信号ΦＨ２で駆動されており、該駆動信号ΦＨ１が供給される第１配線層および第２配線層を電気的に接続するコンタクトが、該駆動信号ΦＨ１が供給される転送電極の上方に位置し、該駆動信号ΦＨ２が供給される第１配線層および第２配線層を電気的に接続するコンタクトが、該駆動信号ΦＨ２が供給される転送電極の上方に位置している請求項１に記載の電子情報機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被写体からの画像光を光電変換して撮像する複数の半導体素子が２次元状に配列された固体撮像装置および、この固体撮像装置を画像入力デバイスとして撮像部に用いた例えばデジタルビデオカメラおよびデジタルスチルカメラなどのデジタルカメラや、画像入力カメラ、スキャナ、ファクシミリ、カメラ付き携帯電話装置などの電子情報機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、デジタルカメラの多画素化が進んでいるが、テレビジョンのハイビジョン化を背景に、動画分野においても多画素化の要求が大きくなっている。
【０００３】
しかしながら、この動画分野における多画素化は、読み出す画素数が増加しても、フレームレートは所定値に保つ必要があるため、ＣＣＤの駆動周波数が大きくなる。特に、水平ＣＣＤおよび、その端部に設けられた出力部（電荷検出部）の駆動周波数を高めることが難しいため、水平ＣＣＤおよびその出力部に複数チャネル（複数の水平ＣＣＤおよびその出力部）を設けることにより、駆動周波数を下げることが考えられている。
水平ＣＣＤを２チャンネルで電荷転送を行うＣＣＤにおいて、ここでは、垂直ＣＣＤから近い側の水平ＣＣＤを第１水平ＣＣＤと呼び、垂直ＣＣＤから遠い側の水平ＣＣＤを第２水平ＣＣＤと呼ぶことにする。第１水平ＣＣＤから第２水平ＣＣＤへの電荷転送効率を上げるために、第１水平ＣＣＤと第２水平ＣＣＤに別々に駆動電圧を印加することが考えられる。しかし、第２水平ＣＣＤは、水平ＣＣＤの外側へ電極を引き出すことが可能なため、配線層と接続できるが、第１水平ＣＣＤは、垂直ＣＣＤと第２水平ＣＣＤとに挟まれているため、転送電極を引き出す場所がない。
これを解決する一つの方法として、第１水平ＣＣＤの上部に配線層を配置し、第１水平ＣＣＤの転送電極を、水平ＣＣＤ上で配線層と接続することについて、図６を用いて詳細に説明する。
図６は、従来の固体撮像装置のＣＣＤの要部構成例を示す平面図である。
【０００４】
図６に示すように、従来の固体撮像装置１００は、電荷転送路を用いて信号電荷を垂直方向に電荷転送する複数列の垂直ＣＣＤ（図示せず）と、垂直ＣＣＤから受け渡された信号電荷を、電荷転送路を用いて水平方向に電荷転送する二つの第１水平ＣＣＤ１０１、１０２とが配設されている。これらの第１水平ＣＣＤ１０１、１０２を二つ配設することにより、２相の駆動周波数を下げることができる。
【０００５】
第１水平ＣＣＤ１０１は垂直ＣＣＤに近い側に配設され、第１水平ＣＣＤ１０２は垂直ＣＣＤに遠い側に配設されて、互いに平行で水平方向（左右方向）に配置されている。第１水平ＣＣＤ１０１と第２水平ＣＣＤ１０２間に、これらを電気的に分離のために、転送電極１１０が配置されている。第１水平ＣＣＤ１０１上には転送電極１１１〜１１４が設けられており、転送電極１１１〜１１４の上部に、駆動信号としての駆動パルスΦＨ１を印加するための配線層１２１と、駆動信号としての駆動パルスΦＨ２を印加するための配線層１２２が左右方向（水平方向）に配置されている。これと同様に、第２水平ＣＣＤ１０２上に転送電極１１５〜１１８が設けられており、転送電極１１５〜１１８の上部に駆動パルスΦＨ１を印加するための配線層１２３と、駆動パルスΦＨ２を印加するための配線層１２４が左右方向（水平方向）に配置されている。
図７は、図６のＡ−Ａ’線（およびＢ−Ｂ’線；破線で示している）の断面図である。図６のＡ−Ａ’線断面では、図７に示すように、転送電極１１２，１１６と、配線層１２１、１２３とがコンタクト１３１、１３２でそれぞれ電気的に接続されている。これと同様に、図６のＢ−Ｂ’線断面でも、転送電極１１３、１１７と、その上の配線層１２２、１２４とが、破線で示すコンタクト１３３、１３４でそれぞれ電気的に接続されている。水平ＣＣＤ１０１、１０２の上部で転送電極１１１〜１１８と配線層１２１〜１２４との各間に、コンタクト１３１〜１３４をそれぞれ設けることにより、転送電極１１１〜１１８に印加される２相の駆動パルスΦＨ１およびΦＨ２のパルス波形（所定駆動周波数の駆動電圧）の立ち上がりを急峻にすることができる。
これらの転送電極１１１〜１１８にそれぞれ印加される２相のパルス波形を急峻にすることができると、第１水平ＣＣＤ１０１から第２水平ＣＣＤ１０２への電荷転送、第１水平ＣＣＤ１０１での水平転送、および第２水平ＣＣＤ１０２での水平転送において、駆動周波数を上げなくても、十分な転送期間を確保することができて、電荷転送効率が改善される。
このように、駆動周波数を下げるために、水平ＣＣＤおよびその出力部に２本のチャネルが設けられ、水平ＣＣＤ上の転送電極を駆動するための配線層が水平ＣＣＤ上に配設された従来の固体撮像装置の一例が特許文献１に開示されている。
【特許文献１】特開平６−９７４１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
通常、上記水平ＣＣＤ１０１，１０２は、水平ＣＣＤ１０１，１０２に光が入射しないように、遮光用のメタルで覆われているものの、水平ＣＣＤ１０１，１０２上の配線層１２１〜１２４は、２相の駆動信号としての異なる駆動パルスΦＨ１とΦＨ２を印加するため、少なくとも配線層１２１と配線層１２２間および配線層１２３と配線層１２４間はそれぞれスペース（絶縁間隙）が存在する。これらの配線層１２１〜１２４はメタル材料で形成されるため遮光性を有しているが、水平ＣＣＤ１０１，１０２の上部の配線層１２１〜１２４で覆われていない間隙部分が存在するため、撮像時には、これらの配線層間のスペース（絶縁間隙）から光が入射して表示画面上で白浮きの画像不良を引き起こすという問題があった。
また、これらの配線層１２１〜１２４がメタル配線によって形成され、転送電極１１１〜１１８がポリＳｉ電極によって形成され、メタル配線から転送電極１１１〜１１８へのコンタクトをそれぞれＣＣＤ上で取る場合に、コンタクトホールを形成するためのエッチングにおいて、転送電極１１１〜１１８にダメージが発生する。このダメージにより、水平転送不良、または、欠陥によるリーク電流の発生を引き起こし、表示画面上で画像不良を起こす虞がある。
【０００７】
本発明は、上記従来の問題を解決するもので、複数の水平ＣＣＤ側に光の漏れ込みがより少なく、転送電極へのエッチングダメージがより少ない固体撮像装置および、この固体撮像装置を画像入力デバイスとして撮像部に用いた例えばカメラ付き携帯電話装置などの電子情報機器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の電子情報機器は、固体撮像装置を画像入力デバイスとして撮像部に用い、該固体撮像装置は、入射光を光電変換して信号電荷を生成する複数の受光部からそれぞれ読み出された各信号電荷を所定方向に電荷転送する複数の第１電荷転送手段と、該複数の第１電荷転送手段から受け渡された各信号電荷を、複数の第２電荷転送路を用いて該所定方向に直交する方向にそれぞれ電荷転送する複数の第２電荷転送手段とを有し、該複数の第２電荷転送手段はそれぞれ、該第２電荷転送路上に配設された複数の転送電極と、該複数の転送電極の上方に配設され、該複数の転送電極を駆動するための複数の第１配線層との間に、該第１配線層を該転送電極に接続させるための第２配線層が配設されており、該複数の第１配線層および該第２配線層は、該所定方向に直交する方向に、相互に平行に配置されており、該第１配線層と、該第１配線層の隣の第１配線層との平面視間隙下に位置するように、該第２配線層の平面視位置が該第１配線層に対して該所定方向にずらされて配設されており、該第２配線層の平面視位置は、該第１配線層と、該第１配線層の隣の第１配線層との間隙下に渡って配設されており、該複数の第１電荷転送手段に近い側の第２電荷転送手段の電荷転送路の信号電荷を、該複数の第１電荷転送手段から遠い側の第２電荷転送手段の電荷転送路に電荷転送するために、該複数の第１電荷転送手段に近い側の第２電荷転送手段の電荷転送路上に、該近い側の第２電荷転送手段の電荷転送路の幅方向に複数の転送電極が配設されており、該第１配線層と該第２配線層とを電気的に接続するコンタクトおよび、該第２配線層と該転送電極とを電気的に接続するコンタクトが該第２電荷転送路の上部に配設されており、該第２配線層と該転送電極との深さ方向の距離は、該第１配線層と該転送電極との深さ方向の距離の半分または１／４以下であり、該第２配線層と該転送電極との距離は、０．０５μｍ〜０．２μｍであり、該転送電極と該第２配線層間のコンタクトを形成するためのコンタクトホールが等方性または異方性のエッチングにより形成されており、該転送電極と該第２配線層間のコンタクトを形成するためのコンタクトホールがウェットエッチングまたはドライエッチングで形成されており、該第１配線層および該第２配線層が遮光性を有しているものであり、そのことにより上記目的が達成される。
【００１３】
さらに、好ましくは、本発明の電子情報機器における第１配線層が深さ方向にコンタクトを介して前記第２配線層に電気的に接続され、該第２配線層が深さ方向にコンタクトを介して所定の転送電極に電気的に接続されている。
【００１８】
さらに、好ましくは、本発明の電子情報機器における同じパルス電圧が印加される転送電極上に接続される第２配線層の配線幅は大きく形成され、異なるパルス電圧が印加される転送電極上方の当該第２配線層の配線幅は小さく形成されている。
【００１９】
さらに、好ましくは、本発明の電子情報機器における第２電荷転送路上に配設された転送電極が２相の駆動信号ΦＨ１と駆動信号ΦＨ２で駆動される場合に、該駆動信号ΦＨ１が供給される第２配線層の幅が、該駆動信号ΦＨ１が供給される転送電極の上方では大きく、該駆動信号ΦＨ２が供給される転送電極の上方では小さく形成され、該駆動信号ΦＨ２が供給される第２配線層の幅が、該駆動信号ΦＨ１が供給される転送電極の上方では小さく、該駆動信号ΦＨ２が供給される転送電極の上方では大きく形成されている。
【００２０】
さらに、好ましくは、本発明の電子情報機器における第２電荷転送路上に配設された転送電極が３相の駆動信号ΦＨ１、駆動信号ΦＨ２および駆動信号ΦＨ３で駆動される場合に、該駆動信号ΦＨ１が供給される第２配線層の幅が、該駆動信号ΦＨ１が供給される転送電極の上方では大きく、該駆動信号ΦＨ２および該駆動信号ΦＨ３が供給される転送電極の上方では小さく形成され、また、該駆動信号ΦＨ２が供給される第２配線層の幅が、該駆動信号ΦＨ１および該駆動信号ΦＨ３が供給される転送電極の上方では小さく、該駆動信号ΦＨ２が供給される転送電極の上方では大きく形成され、さらに、駆動信号ΦＨ３が供給される第２配線層の幅が、該駆動信号ΦＨ１および該駆動信号ΦＨ２が供給される転送電極の上方では小さく、該駆動信号ΦＨ３が供給される転送電極の上方では大きく形成されている。
【００２１】
さらに、好ましくは、本発明の電子情報機器における第２電荷転送路上に配設された各転送電極が２相の駆動信号ΦＨ１と駆動信号ΦＨ２で駆動されており、該駆動信号ΦＨ１が供給される第１配線層および第２配線層を電気的に接続するコンタクトが、該駆動信号ΦＨ１が供給される転送電極の上方に位置し、該駆動信号ΦＨ２が供給される第１配線層および第２配線層を電気的に接続するコンタクトが、該駆動信号ΦＨ２が供給される転送電極の上方に位置している。
【００２４】
上記構成により、以下、本発明の作用を説明する。
本発明においては、駆動周波数を緩和するために複数の第２電荷転送手段が設けられ、第２電荷転送路上に配設された転送電極と、この転送電極の上方に配設され、転送電極駆動するための複数の第１配線層との間に別の第２配線層が配設されている。これによって、第２配線層と転送電極との電気的接続のために形成されるコンタクトホールの深さもより浅くなるので、転送電極へのエッチングダメージがより少なくなる。また、転送電極の上方に配設された第１配線層の他に、第１配線層の下方位置に第２配線層が設けられているので、隣接する第１配線層間から入射した光は、少なくともその一部が、第１配線層の下方位置にある第２配線層によって遮光されるので、第２電荷転送路上への入射光の漏れ込みがより抑制される。
【００２５】
また、第１配線層と、この第１配線層の隣の第１配線層との間隙下に位置するように、第２配線層の平面視位置がずらされて配設されている。また、この第２配線層の平面視位置は、第１配線層と、この第１配線層の隣の第１配線層との間隙下に渡って配設されている。これによって、第２電荷転送路上への入射光の漏れ込みが更に抑制される。
【００２６】
また、第２配線層と転送電極との間隔は、第１配線層と転送電極との間隔の半分または１／４以下である。第１配線層と第２配線層とを接続するコンタクトおよび、第２配線層と転送電極とを接続するコンタクトが第２電荷転送路の上方に配設されており、転送電極と接続するためのコンタクトを形成するためのコンタクトホールが等方性エッチング、具体的にはウエットエッチングで形成されている。このように、第２配線層と転送電極との間のホール形成距離が短くなることから、ダメージのより少ない等方性エッチングのウエットエッチングを用いることができて、転送電極へのエッチングダメージが更に抑制される。
【発明の効果】
【００２７】
以上により、本発明によれば、第２電荷転送路上に配設された転送電極と複数の第１配線層との各間に別の第２配線層を設けたため、転送電極へのエッチングダメージをより少なくすることができ、また、隣接する第１配線層間から入射した光は、少なくともその一部が第２配線層によって遮光されて、第２電荷転送路上への入射光の漏れ込みをより抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下に、本発明の固体撮像装置の実施形態１〜３および、この固体撮像装置の実施形態１〜３を画像入力デバイスとして撮像部に用いた例えばカメラ付き携帯電話装置などの電子情報機器の実施形態４について図面を参照しながら詳細に説明する。
【００２９】
（実施形態１）
図１は、本発明の実施形態１に係る固体撮像装置の要部構成例を示す平面図である。
【００３０】
図１において、本実施形態１の固体撮像装置１は、垂直ＣＣＤから二つの水平ＣＣＤに信号電荷が受け渡されるが、垂直ＣＣＤに近い側に電荷転送路としての第１水平ＣＣＤ１１、遠い側に電荷転送路としての第２水平ＣＣＤ１２がそれぞれ配置されており、第１水平ＣＣＤ１１と第２水平ＣＣＤ１２との間に、分離のための電極２０が配置されている。
【００３１】
この第１水平ＣＣＤ１１上に転送電極２１〜２４がこの順に繰り返し、第１水平ＣＣＤ１１とは直交する方向に配置されており、転送電極２１〜２４の上部にΦＨ１パルスを印加するための第１配線層３１と、ΦＨ２パルスを印加するための第１配線層３２とが、第１水平ＣＣＤ１１と同じ左右方向（水平方向）に配置されている。これと同様に、第２水平ＣＣＤ１２上にも転送電極２５〜２８がこの順に繰り返し、第１水平ＣＣＤ１２とは直交する方向に配置されており、転送電極２５〜２８の上部にΦＨ１パルスを印加するための第１配線層３３と、ΦＨ２パルスを印加するための第１配線層３４とが、第１水平ＣＣＤ１２と同じ左右方向（水平方向）に配置されている。
【００３２】
第１水平ＣＣＤ１１上には、上から見た時（平面視）の相対位置が第１配線層３１，３２と縦方向（第１水平ＣＣＤ１１の長手方向と直交する上下方向）に位置がずれるように、第２配線層５１、５２が配置され、これと同様に、第２水平ＣＣＤ１２上には、上から見た時（平面視）の相対位置が第１配線層３３，３４と縦方向（第１水平ＣＣＤ１１の長手方向と直交する上下方向）に位置がずれるように、第２配線層５３、５４が配置されている。要するに、第２配線層５１〜５４の平面視位置は、ある特定の第１配線層と、その第１配線層の隣の第１配線層との間隙下に渡って配設されている。
【００３３】
第１配線層３１〜３４と第２配線層５１〜５４の相対的な位置関係をずらして配置することにより、水平ＣＣＤ１１、１２上を完全に覆っている。第１配線層３１〜３４と第２配線層５１〜５４は、メタル配線を用いることにより、遮光性を高くし、水平ＣＣＤ１１、１２へ漏れこむ光を完全に遮断することができる。水平ＣＣＤ１１、１２へ光が漏れ込んだ場合、信号電荷に加えて、漏れこんだ光により発生した信号電荷が足し合わされるため、画面全体が白く浮いたような表示画面上の画像不良が発生するが、第１配線層３１〜３４および第２配線層５１〜５４により、水平ＣＣＤ１１、１２上を完全に覆うため、遮光が為されて画像不良の発生をより確実に防ぐことができる。
【００３４】
図２は、図１のＡ−Ａ’線断面図およびＢ−Ｂ’線断面図である。Ａ−Ａ’線断面では、転送電極２２，２６と、その上の第２配線層５１、５３とは、コンタクト６２でそれぞれ電気的に接続されており、また、第２配線層５１、５３とその上の第１配線層３１、３３とは、コンタクトホール７１、７２でそれぞれ電気的に接続されている。これと同様に、Ｂ−Ｂ’線断面では、破線で示した向こう側の転送電極２３，２７と、その上の第２配線層５２、５４は、コンタクト６１、６２でそれぞれ電気的に接続されており、また、第２配線層５２、５４とその上の第１配線層３２、３４とは、コンタクト７１、７２でそれぞれ電気的に接続されている。本実施形態１では、上側の第１配線層３１〜３４には、Ａｌ（アルミニュウム）やＣｕ（銅）などの金属材料を用い、第２配線層５１〜５４はＷ（タングステン）などの金属材料を使用する。
【００３５】
第２配線層５１〜５４は、高さ方向（深さ方向）において、転送電極２２、２３、２６、２７に対してそれぞれ、０．０５μｍ〜０．２μｍ程度の近接した距離に配置されており、コンタクト６１，６２によって電気的に接続されている。この場合には、転送電極２１〜２８上の第２配線層５１〜５４のいずれかとの各距離が近いため、等方性のエッチング、即ちウェットエッチングを用いてもコンタクトホール径がそれほど大きくならず、コンタクトホールを狭い場所にも用いることができる。これに対して、図６に示す従来の配線層１２１〜１２４は、高さ方向（深さ方向）において、転送電極１１２、１１３、１１６、１１７から遠い位置に配置されており、コンタクト１３１、１３２によって電気的に接続されている。このことは、例えば配線層１２１から転送電極１１２にコンタクトを取る際に、等方性のエッチングを行うときには、従来の場合には、非常に大きなコンタクト径が必要となる。したがって、従来では、異方性のエッチングを用いて、小さいコンタクト径のコンタクトホールを形成することになる。
【００３６】
一般的に、異方性のエッチングはプラズマなどを使ったドライエッチングが行われるため、他に及ぼすエッチングダメージが大きく、等方性のエッチングは、ＨＦ液などのウエットエッチングが行われるため、他に及ぼすエッチングダメージが比較的に小さい。
【００３７】
本実施形態１では、第２配線層５１〜５４と転送電極２１〜２８とのコンタクトに等方性エッチング、即ち、ウェットエッチングを選択することが可能となるため、転送電極２１〜２８へのダメージを抑えることができる。これらの転送電極２１〜２８がエッチングダメージを受けた場合には、表示画面上で電荷転送不良の原因になったり、リーク電流の原因となったりして、画像不良が発生することになる。これらの画像不良を、転送電極２１〜２８へのエッチングダメージを低減することで、抑えることができる。
【００３８】
以上のように、本実施形態１によれば、水平ＣＣＤ１１，１２の上部に配線層３１〜３４を有する固体撮像装置１において、水平ＣＣＤ１１，１２上の転送電極２１〜２８と、その上に配置された第１配線層３１〜３４との各間に第２配線層５１〜５４を設けて、転送電極２１〜２８と第２配線層５１〜５４の各間をそれぞれコンタクト６１、６２で接続すると共に、第２配線層５１〜５４と第１配線層３１〜３４の各間をそれぞれコンタクト７１，７２で接続する。第１配線層３１〜３４と第２配線層５１〜５４は上面から見たときの相対位置を互いにずらして、第１配線層３１〜３４の隙間下を覆い（隙間下に渡って）、水平ＣＣＤ１１，１２上を完全に覆うように配置されている。これによって、水平ＣＣＤ１１，１２上への光入射を防止して、表示画面上の画像不良を防止することができる。
【００３９】
また、第２配線層５１〜５４は、第１配線層３１〜３４に比べて、高さ方向（深さ方向）の距離が転送電極２１〜２８側に近接するように設置されており、これによって、ダメージの少ない等方性のエッチング、即ちウェットエッチングを選択することができ、エッチング時の転送電極２１〜２８へのエッチングダメージを低減することができる。したがって、転送電極２１〜２８へのエッチングダメージによって生じる表示画面上の画像不良を低減することができる。
（実施形態２）
本実施形態２では、転送電極とその上の第２配線層とのカップリング容量を抑制するために、同じパルス電圧が印加される転送電極上に接続される第２配線層の配線幅は大きく構成され、異なるパルス電圧が印加される転送電極上に接続される第２配線層の配線幅は小さく構成される場合について説明する。
【００４０】
図３は、本発明の実施形態２に係る固体撮像装置の要部構成例を示す平面図である。
【００４１】
図３において、本実施形態２の固体撮像装置２は、第２配線層５１Ａ〜５４Ａが、第１配線層３１〜３４と比べて、高さ方向（深さ方向）において、転送電極２１〜２８と近い位置に配置されているため、転送電極２１〜２８に対するコンタクトエッチング時のダメージを抑えられるというメリットがあるが、位置が近いため、信号遅延の元になるカップリング容量が大きくなるというデメリットもある。このデメリットをより少なくするため、ΦＨ１のパルスが供給される第２配線層５１Ａ、５３Ａは、平面視において、駆動信号のΦＨ１パルスが供給される転送電極２１、２２、２５、２６の上部を通る部分では線幅が太く、また、駆動信号のΦＨ２パルスが供給される転送電極２３、２４、２７、２８の上部を通る部分では線幅を細くしている。これと同様に、ΦＨ２パルスが供給される第２配線層５２Ａ、５４Ａは、平面視において、ΦＨ２パルスが供給される転送電極２３、２４、２７、２８の上部を通る部分では線幅が太く、また、ΦＨ１パルスが供給される転送電極２１、２２、２５、２６の上部を通る部分では線幅を細くしている。
【００４２】
カップリング容量は同一電圧が印加されている部分同士では発生しないが、異なる電圧が印加する部分間にはカップリング容量が発生する。したがって、同じパルス電圧が印加される転送電極の上部では、転送電極とのコンタクトを取るために第２配線層の配線幅を大きく構成する必要があるが、異なるパルス電圧が印加される転送電極の上部では、第２配線層の配線幅を小さくすることにより、カップリング容量を小さくすることができる。この場合も、図３に示すように、第２配線層５１Ａ〜５４Ａは、第１配線層３１〜３４のスペース（間隙）下の位置を覆うように配線して遮光し、水平ＣＣＤ１１，１２上への光の漏れ込みを防ぐように配置する。また、転送電極２１〜２８と第２配線層５１Ａ〜５４Ａの各間のコンタクトエッチングによる転送電極２１〜２８へのダメージを低減し、かつ、カップリング容量の少ない固体撮像装置２を得ることができる。
【００４３】
以上により、本実施形態２では、２つのチャネルの水平ＣＣＤ１１，１２を持つ場合について説明をしたが、２つの水平ＣＣＤ１１，１２に限定されるものではなく、３つ以上の水平ＣＣＤを持つ場合にも適用することができる。また、水平ＣＣＤの駆動は、ΦＨ１とΦＨ２の駆動パルスによる２相駆動の場合について説明したが、これに限らず、３相駆動以上の場合にも本発明を適用可能である。
【００４４】
例えば、第２電荷転送路としての水平ＣＣＤ１１，１２上に配設された転送電極が２相の駆動パルスΦＨ１と駆動パルスΦＨ２で駆動される場合、駆動パルスΦＨ１が供給される第２配線層の幅が、駆動パルスΦＨ１が供給される転送電極の上方では大きく、駆動パルスΦＨ２が供給される転送電極の上方では小さく構成され、また同様に、駆動パルスΦＨ２が供給される第２配線層の幅が、駆動パルスΦＨ１が供給される転送電極の上方では小さく、駆動パルスΦＨ２が供給される転送電極の上方では大きく形成されている。
【００４５】
また、例えば、第２電荷転送路としての各水平ＣＣＤ上に配設された転送電極が３相の駆動パルスΦＨ１〜ΦＨ３で駆動される場合、駆動パルスΦＨ１が供給される第２配線層の幅が、駆動パルスΦＨ１が供給される転送電極の上方では大きく、駆動パルスΦＨ２およびΦＨ３が供給される転送電極の上方では小さく構成され、また、駆動パルスΦＨ２が供給される第２配線層の幅が、駆動パルスΦＨ１およびΦＨ３が供給される転送電極の上方では小さく、駆動パルスΦＨ２が供給される転送電極の上方では大きく形成され、さらに、駆動パルスΦＨ３が供給される第２配線層の幅が、駆動パルスΦＨ１およびΦＨ２が供給される転送電極の上方では小さく、駆動パルスΦＨ３が供給される転送電極の上方では大きく形成されている。
【００４６】
（実施形態３）
図４は、本発明の実施形態３に係る固体撮像装置の要部構成例を示す平面図である。
【００４７】
図４に示すように、本実施形態３の固体撮像装置３は、２チャンネルの水平ＣＣＤ１１，１２を有しており、垂直ＣＣＤに近い側の第１水平ＣＣＤ１１の信号電荷を、垂直ＣＣＤから遠い第２水平ＣＣＤ１２へ電荷転送するときに、第１水平ＣＣＤ１１の上に複数（ここでは４つ）の転送電極２３〜２６が配設されており、これらの転送電極２３〜２６に駆動パルスを順次印加することにより、第１水平ＣＣＤ１１の幅を４分割して、第１水平ＣＣＤ１１から第２水平ＣＣＤ１２に信号電荷を完全に電荷転送することができる。このとき、第１水平ＣＣＤ１１の幅方向に複数の転送電極２３〜２６を駆動して電荷振り分け転送するための第１配線層３１〜３４が第１水平ＣＣＤ１１の上部に左右方向（水平方向）にそれぞれ平行に配置されている。これらの転送電極２３〜２６と第１配線層３１〜３４の間に第２配線層５１Ｂ〜５４Ｂが配設されている。これらの第２配線層５１Ｂ〜５４Ｂは、第１配線層３１〜３４と上面から見た相対位置を、第１水平ＣＣＤ１１の長手方向と直交する方向にずらして、第１配線層３１〜３４の各間隙下を覆って（各間隙下に渡って）第１水平ＣＣＤ１１上を完全に覆うように配置されている。
【００４８】
第２水平ＣＣＤ１２は、１本の第１配線層３７によって遮光されている。第１水平ＣＣＤ１１と第２水平ＣＣＤ１２共通の駆動信号であるΦＨ１パルスおよび第２水平ＣＣＤ１２の駆動信号であるΦＨ２パルスは、水平ＣＣＤ１２の下方に転送電極を引き出して、第１配線層３１と第１配線層３２に電気的に接続されている。
上記実施形態１の場合と同様に、第２配線層５１Ｂ〜５４Ｂは、エッチングダメージの少ない例えば等方性エッチング、即ちウェットエッチングによって、転送電極２１〜２６とのコンタクト６が形成されている。
【００４９】
第１水平ＣＣＤ１１上に形成された第２配線層５１Ｂ〜５４Ｂは、駆動信号のΦＨ１パルスが供給される転送電極２１の上部では線幅を小さくして、転送電極２１と第２配線層５１Ｂ〜５４Ｂとのカップリング容量を小さくしている。
【００５０】
これにより、水平ＣＣＤ１１への光の漏れこみを防止し、かつ、転送電極−配線メタル間のコンタクトエッチングによる転送電極へのダメージを低減し、かつ、カップリング容量の少ない固体撮像装置３を得ることができる。
【００５１】
要するに、複数の垂直ＣＣＤに近い側の水平ＣＣＤ１１の信号電荷を、複数の垂直ＣＣＤから遠い側の水平ＣＣＤ１２に電荷転送させるべく、水平ＣＣＤ１１上に複数の転送電極が配設されていると共に、この複数の転送電極が水平ＣＣＤ１１の幅方向に順次架け渡されて配設されている。
【００５２】
この場合、垂直ＣＣＤに近い側の水平ＣＣＤ１１上における幅方向転送用の複数の転送電極は、遠い側の水平ＣＣＤ１２上の複数の転送電極に対して電気的に独立している。垂直ＣＣＤに遠い側の水平ＣＣＤ１２上における水平方向方向転送用の複数の転送電極と、近い側の水平ＣＣＤ１１上の幅方向転送用の複数の転送電極とに、同じ複数相の駆動信号を印加して、複数の水平ＣＣＤ１１，１２により各信号電荷を水平方向にそれぞれ電荷転送する。また、遠い側の水平ＣＣＤ１１上における水平方向転送用の複数の転送電極の一部が、近い側の水平ＣＣＤ１１上に延設され、延設された転送電極の一部と、近い側の水平ＣＣＤ１１の幅方向転送用の複数の転送電極とに、同じ複数相の駆動信号を印加して、近い側の水平ＣＣＤ１１により各信号電荷を水平方向に電荷転送する。
【００５３】
なお、本実施形態３では、２つのチャネルの水平ＣＣＤを持つ場合について説明したが、２つの水平ＣＣＤ１１，１２に限定されるものではなく、３つ以上の水平ＣＣＤを持つ場合にも本発明を適用できる。また、水平ＣＣＤ１１，１２の駆動は、ΦＨ１パルスとΦＨ２パルスの各駆動信号による２相駆動の場合を説明したが、３相駆動以上の場合にも適用可能である。
【００５４】
以上により、上記実施形態１〜３を整理すると、駆動周波数を緩和するために複数の第２電荷転送手段としての水平ＣＣＤ１１，１２および各転送電極（例えば転送電極２１〜２８）が設けられ、第２電荷転送路としての水平ＣＣＤ１１，１２上に配設された転送電極（例えば転送電極２１〜２８）と、この転送電極（例えば転送電極２１〜２８）の上方に配設され、転送電極駆動するための複数の第１配線層（例えば第１配線層３１〜３４）との間に別の第２配線層（例えば第２配線層５１〜５４）が配設されている。これによって、第２配線層（例えば第２配線層５１〜５４）と転送電極（例えば転送電極２１〜２８）との電気的接続のために形成されるコンタクトホールの深さもより浅くなるので、転送電極（例えば転送電極２１〜２８）へのエッチングダメージがより少なくなる。また、転送電極（例えば転送電極２１〜２８）の上方に配設された第１配線層（例えば第１配線層３１〜３４）の他に、第１配線層（例えば第１配線層３１〜３４）の下方位置に第２配線層（例えば第２配線層５１〜５４）が設けられているので、隣接する第１配線層（例えば第１配線層３１〜３４）間の隙間から入射した光は、少なくともその一部が、第１配線層の下方位置の転送電極（例えば転送電極２１〜２８）上近くにある第２配線層（例えば第２配線層５１〜５４）によって遮光されるので、第２電荷転送路としての水平ＣＣＤ１１，１２上への入射光の漏れ込みがより抑制される。
【００５５】
また、ある第１配線層（例えば第１配線層３１〜３４のいずれか）と、この第１配線層の隣の第１配線層との間隙下に位置するように、第２配線層（例えば第２配線層５１〜５４のいずれか）の平面視位置がずらされて配設されている。また、この第２配線層（例えば第２配線層５１〜５４）の平面視位置は、第１配線層と、この第１配線層の隣の第１配線層との間隙下に渡って配設されている。これによって、第２電荷転送路としての水平ＣＣＤ１１，１２上への入射光の漏れ込みが更に抑制される。
【００５６】
また、第２配線層（例えば第２配線層５１〜５４）と転送電極（例えば転送電極２１〜２８）との間隔は、第１配線層（例えば第１配線層３１〜３４）と転送電極との間隔の半分または１／４以下である。第１配線層と第２配線層とを接続するコンタクトおよび、第２配線層と転送電極とを接続するコンタクトが第２電荷転送路の上方に配設されており、転送電極と接続するためのコンタクトを形成するためのコンタクトホールが等方性エッチング、具体的にはウエットエッチングで形成されている。このように、第２配線層と転送電極との間のホール形成距離が短くなることから、ダメージのより少ない等方性エッチングのウエットエッチングを用いることができて、転送電極へのエッチングダメージが更に抑制される。
【００５７】
（実施形態４）
図５は、本発明の実施形態４として、本発明の実施形態１〜３に係る固体撮像装置１〜３のいずれかを撮像部に用いた電子情報機器の概略構成例を示すブロック図である。
【００５８】
図５において、本実施形態２の電子情報機器９０は、上記実施形態１〜３の固体撮像装置１〜３のいずれかからのカラー画像信号を記録用に所定の信号処理した後にデータ記録可能とする記録メディアなどのメモリ部９１と、この固体撮像装置１〜３のいずれかからのカラー画像信号を表示用に所定の信号処理した後に液晶表示画面などの表示画面上に表示可能とする液晶表示装置などの表示手段９２と、この固体撮像装置１〜３のいずれかからのカラー画像信号を通信用に所定の信号処理をした後に通信処理可能とする送受信装置などの通信手段９３と、この固体撮像装置１〜３のいずれかからのカラー画像信号を印字するプリンタなどの画像出力装置９４とのうちの少なくともいずれかを有している。
【００５９】
この電子情報機器９０としては、前述したように例えばデジタルビデオカメラ、デジタルスチルカメラなどのデジタルカメラや、監視カメラ、ドアホンカメラ、車載用後方監視カメラなどの車載用カメラおよびテレビジョン電話用カメラなどの画像入力カメラ、スキャナ、ファクシミリ、カメラ付き携帯電話装置および携帯端末装置（ＰＤＡ）などの画像入力デバイスを有した電子機器が考えられる。
【００６０】
したがって、本実施形態４によれば、この固体撮像装置１〜３のいずれかからのカラー画像信号に基づいて、これを表示画面上に良好に表示したり、これを紙面にて画像出力装置９４により良好にプリントアウト（印刷）したり、これを通信データとして有線または無線にて良好に通信したり、これをメモリ部９１に所定のデータ圧縮処理を行って良好に記憶したり、各種データ処理を良好に行うことができる。
【００６１】
なお、本実施形態１〜３では、特に説明しなかったが、本発明では、第２電荷転送路上に配設された複数の転送電極と、複数の転送電極の上方に配設され、複数の転送電極を駆動するための複数の第１配線層との間に、第１配線層が転送電極に接続するための第２配線層が配設されている。これによって、複数の水平ＣＣＤ側に光の漏れ込みがより少なく、転送電極へのエッチングダメージがより少ない固体撮像装置を得ることができる。
【００６２】
また、本実施形態１〜３の固体撮像装置１〜３では、各転送電極（ポリ電極）とこれに電気的に接続される第２配線層間のコンタクトを形成するためのコンタクトホールが等方性のエッチング、即ち、ウェットエッチングにより形成される場合について説明したが、これに限らず、各転送電極（ポリ電極）とこれに電気的に接続される第２配線層間のコンタクトを形成するためのコンタクトホールが異方性のエッチング、即ち、ドライエッチングにより形成されてもよい。異方性のエッチング、即ち、ドライエッチングの場合でも、各転送電極（ポリ電極）とこれに電気的に接続される第１配線層との距離に比べて、各転送電極（ポリ電極）とこれに電気的に接続される第２配線層との距離が近い距離であればあるほど、それだけ、オーバーエッチング量を少なくすることができて、エッチングダメージをより抑制することができる。
【００６３】
なお、上記実施形態３の場合（図４）において、二つの水平ＣＣＤ４，５における水平方向の電荷転送について、図８を用いて詳細に説明する。
【００６４】
図８に示すように、遠い側の水平ＣＣＤ１２上における水平方向転送用の複数の転送電極２１，２２と、近い側の水平ＣＣＤ１１上の垂直方向転送用の複数の転送電極（例えば転送電極２３〜２６）とに、同じ複数相の駆動信号を印加して、水平ＣＣＤ１１、１２により各信号電荷を水平方向にそれぞれ電荷転送する。この場合、遠い側の水平ＣＣＤ１２上における水平方向転送用の複数の転送電極２１の一部が、近い側の水平ＣＣＤ１１上に延設され、延設された転送電極２１の一部と、近い側の水平ＣＣＤ１１の垂直方向転送用の複数の転送電極２３〜２６とに、遠い側の水平ＣＣＤ１２における水平方向転送用の複数相（ここでは２相）の駆動信号と同じ複数相の駆動信号を印加して、近い側の水平ＣＣＤ１１により各信号電荷を水平方向に電荷転送する。
【００６５】
図８中の丸部分Ｘは、２枚の転送電極１１、２３が重なっているところであり、転送電極２３が転送電極２１上に位置し、転送電極２１の方が第１層目なので、転送電極２１には駆動パルスΦＨ１が印加される。また、図８中のＹ部に示すように、水平転送時に、幅方向転送用の複数の各転送電極２３〜２６には、幅方向に電荷転送した転送先の転送電極２２と同相の駆動パルスΦＨ２が印加される。さらに、図８中のＺ部に示す転送電極２２は、幅方向に電荷転送した転送先の電極である。
【００６６】
なお、上記実施形態４の説明に加えてカップリング容量について更に説明すると、本発明の固体撮像装置３において、同じパルス電圧が印加される転送電極上に接続される配線層および／またはこれに接続される転送電極の幅は大きく形成され、異なるパルス電圧が印加される転送電極上方の当該配線層および／またはこれに接続される転送電極の幅は小さく形成されている。例えば、水平ＣＣＤ１１，１２上に配設された転送電極が２相の駆動信号ΦＨ１と駆動信号ΦＨ２で駆動される場合に、駆動信号ΦＨ１が供給される配線層および／またはこれに接続される転送電極の幅が、駆動信号ΦＨ１が供給される転送電極の上方では大きく、駆動信号ΦＨ２が供給される転送電極の上方では小さく形成され、駆動信号ΦＨ２が供給される配線層および／またはこれに接続される転送電極の幅が、駆動信号ΦＨ１が供給される転送電極の上方では小さく、該駆動信号ΦＨ２が供給される転送電極の上方では大きく形成されていてもよい。
【００６７】
以上のように、本発明の好ましい実施形態１〜４を用いて本発明を例示してきたが、本発明は、この実施形態１〜４に限定して解釈されるべきものではない。本発明は、特許請求の範囲によってのみその範囲が解釈されるべきであることが理解される。当業者は、本発明の具体的な好ましい実施形態１〜４の記載から、本発明の記載および技術常識に基づいて等価な範囲を実施することができることが理解される。本明細書において引用した特許、特許出願および文献は、その内容自体が具体的に本明細書に記載されているのと同様にその内容が本明細書に対する参考として援用されるべきであることが理解される。
【産業上の利用可能性】
【００６８】
本発明は、被写体からの画像光を光電変換して撮像する複数の半導体素子が２次元状に配列された固体撮像装置および、この固体撮像装置を画像入力デバイスとして撮像部に用いた例えばデジタルビデオカメラおよびデジタルスチルカメラなどのデジタルカメラや、画像入力カメラ、スキャナ、ファクシミリ、カメラ付き携帯電話装置などの電子情報機器の分野において、第２電荷転送路上に配設された転送電極と複数の第１配線層との各間に別の第２配線層を設けたため、転送電極へのエッチングダメージをより少なくなくすることができ、また、隣接する第１配線層間から入射した光は、少なくともその一部が第２配線層によって遮光されて、第２電荷転送路上への入射光の漏れ込みをより抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】本発明の実施形態１に係る固体撮像装置の要部構成例を示す平面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ’線断面図およびＢ−Ｂ’線断面図である。
【図３】本発明の実施形態２に係る固体撮像装置の要部構成例を示す平面図である。
【図４】本発明の実施形態３に係る固体撮像装置の要部構成例を示す平面図である。
【図５】本発明の実施形態４として、本発明の実施形態１〜３のいずれかの固体撮像装置を撮像部に用いた電子情報機器の概略構成例を示すブロック図である。
【図６】従来の固体撮像装置のＣＣＤの要部構成例を示す平面図である。
【図７】図６のＡ−Ａ’線およびＢ−Ｂ’線の断面図である。
【図８】図１の二つの水平ＣＣＤにおける水平方向の電荷転送を説明するための模式図である。
【符号の説明】
【００７０】
１〜３  固体撮像装置
１１  第１水平ＣＣＤ
１２  第２水平ＣＣＤ
２０  転送電極
２１〜２８  転送電極
３１〜３４  第１配線層
５１〜５４、５１Ａ〜５４Ａ、５１Ｂ〜５４Ｂ  第２配線層
６１、６２、７１、７２  コンタクト
ΦＨ１、ΦＨ２  駆動パルス（駆動信号）
９０  電子情報機器
９１  メモリ部
９２  表示手段
９３  通信手段
９４  画像出力装置
【図５】
0005213491.tif 000002
【図８】
0005213491.tif 000003
【図１】
0005213491.tif 000004
【図２】
0005213491.tif 000005
【図３】
0005213491.tif 000006
【図４】
0005213491.tif 000007
【図６】
0005213491.tif 000008
【図７】
0005213491.tif 000009